In der klinischen Diagnostik zählt die Szintigraphie der Schilddrüse zu den quantitativen Standarduntersuchungen. Das szintigraphische Verfahren der Single-Photon-Emission-Computed-Tomography (SPECT) stellt eine nicht invasive Untersuchungsmöglichkeit dar, die eine dreidimensionale Bildgebung sowie die Quantifizierung der Organfunktion in vivo erlaubt. Durch den Fortschritt auf technischer Ebene stehen heutzutage präklinische SPECT/CT-Gerätesysteme zur Verfügung, die eine hochauflösende Bildgebung in kleinsten Objekten wie der Schilddrüse der Maus ermöglichen. Jedoch stehen im Vergleich zur Humanmedizin bisher keine standardisierten Untersuchungsabläufe für die SPECT-Bildgebung der Schilddrüse mit dem gebräulichen Radiopharmakon 99mTcO4 zur Verfügung und bisherige Studien an Mäusen zeigten heterogene Versuchsanordnungen. Darüber hinaus sind für die Maus nur wenige Daten verfügbar bezüglich des Schilddrüsenuptakes von 99mTcO4 bei physiologischer Organfunktion, im Vergleich zur Diagnostik am Menschen. Vor diesem Hintergrund waren die Ziele dieser Arbeit, im Rahmen einer longitudinalen Studie an gesunden C57BL/6N Mäusen einen Untersuchungsablauf für die SPECT-Bildgebung der Schilddrüse mit 99mTcO4 zu entwickeln sowie einen umfassenden Datenbestand zum 99mTcO4-Schilddrüsenuptake bei der Maus zu generieren. Mit der wiederholten Untersuchung von weiblichen und männlichen Mäusen bis zu einem Alter von 24 Monaten sowie zu jeweils unterschiedlichen Tageszeiten war es möglich, die Schilddrüsenfunktion in Abhängigkeit von Geschlecht, Alter und circadianem Rhythmus der Mäuse zu bestimmen und die Signifikanz dieser Einflussfaktoren zu evaluieren. Zudem erfolgte anhand der szintigraphischen Organaufnahmen die Volumetrie der Schilddrüsen, welche durch einen methodenbedingten Fehler relative Rückschlüsse über geschlechts- und altersspezifische Unterschiede sowie das Organvolumen in Bezug zum Körpergewicht erlaubte. Weiterhin wurden in der aktuellen Studie das Längenwachstum von Femur und Tibia im Alter von 1 bis 12 Monaten sowie das Körpergewicht der Mäuse bestimmt, um das Wachstum der Tiere zu beurteilen und somit die im Vorfeld der Studie vorgenommene Wahl der Altersgruppen retrospektiv bestätigen zu können. Diese Studie zeigte, dass ein signifikanter geschlechtsbezogener Einfluss auf den Schilddrüsenuptake von 99mTcO4 bei Mäusen besteht mit einem signifikant höheren Uptake bei weiblichen Tieren. Das Geschlecht nahm zudem einen signifikanten Einfluss als Faktor für altersbedingte Veränderungen im Uptake von weiblichen Mäusen, jedoch nicht bei männlichen Tieren. Im Ge-gensatz zum Geschlecht und Alter hatte der circadiane Rhythmus keinen signifikanten und relevanten Einfluss auf den 99mTcO4-Uptake. Daher sollten zukünftige Studien zur Schilddrüsenfunktion bei Mäusen das Geschlecht sowie in weiblichen Studiengruppen das Alter als bedeutende Faktoren berücksichtigen, wohingegen der circadiane Rhythmus vernachlässigt werden kann. Auch ein geeignetes Untersuchungsprotokoll für die SPECT-Bildgebung der Schilddrüse mit 99mTcO4 konnte entwickelt werden. Eine Aufnahmedauer von 60 Minuten mit sechs konsekutiven 10 Minuten Akquisitionen nach intravenöser Injektion von 99mTcO4 macht die zuverlässige Bestimmung des maximalen Schilddrüsenuptakes bei jeder Maus möglich, ungeachtet von Geschlecht, Alter oder circadianem Rhythmus. Damit bietet die vorliegende Arbeit mit dem vorgestellten Untersuchungsprotokoll sowie den systematischen Daten zum Uptake von 99mTcO4 in der Schilddrüse von gesunden Mäusen unter Berücksichtigung von Geschlecht, Alter und circadianer Rhythmik eine solide Grundlage für zukünftige Untersuchungen zur Schilddrüsenszintigraphie in der Grundlagen- und Krankheitsforschung im Mausmodell.
Thyroid scintigraphy is one of the mainstays for evaluating thyroid function in clinical diagnostics. Single-photon emission computed tomography (SPECT) provides a non-invasive tool to generate three-dimensional imaging and quantification of thyroid radiopharmaceutical uptake. Recent developments in high-resolution multi-modality imaging devices such as small-animal SPECT/CT for dedicated rodent imaging offer the abilty to analyze small objects like the thyroid gland in mice. Although there are well-established procedures for thyroid scintigraphy in humans, there are none for SPECT imaging in mice for the commonly used 99mTcO4 so far. There are only few published references on thyroid uptake in mice with heterogeneous experimental setups. In addition, quantitative data for 99mTcO4 thyroid uptake are well-established as scintigraphic parameters for the thyroid gland functional status in humans, but there are few data available in mice for research study purposes. The aims of this longitudinal study were to develop a protocol for SPECT thyroid imaging in healthy C57BL/6N mice and to establish a systematic data base for normal 99mTcO4 thyroid uptake values as reference for future studies. A further goal was to systematically investigate potential physiological factors that might have a significant impact on 99mTcO4 thyroid uptake, i.e. sex and age of the mouse, and the time of day as a result of animal circadian rhythm. In addition, the volumetry of the thyroid glands was determined on the basis of thyroid scintigraphy, which allowed relative conclusions about sex- and age-related differences and about the thyroid volume in relation to body weight due to a method-related error. Furthermore, the bone growth of tibia and femur were determined at the age of 1 to 12 months as well as the body weights of mice in order to assess the body growth of mice and retrospectively the choice of age groups made in advance of the study. This thesis showed a significant influence of sex on thyroid 99mTcO4 uptake in mice with a significantly higher uptake in females. Sex was also a significant factor affecting age-related changes in thyroid uptake in female mice but not in males. In contrast to sex and age, circadian rhythm had no relevant impact on thyroid 99mTcO4 uptake. Therefore, the design of thyroid function studies in mice should consider animal sex and, in female mice, age as significant factors affecting uptake, whereas circadian rhythm has a negligible effect. A guideline for the use of 99mTcO4 for murine thyroid SPECT imaging was developed as well. It was demonstrated that SPECT imaging after intravenous injection of 99mTcO4 over 60 min with six consecutive acquisitions of 10 minutes each is sufficient to determine the maximal uptake in every mouse regardless of sex, age and circadian rhythm. Thus, this thesis with the presented protocol for SPECT thyroid imaging and the systematic data collection on 99mTcO4 thyroid uptake in healthy mice considering sex, age and circadian rhythm provides a solid basis for thyroid investigations in the murine model for basic and disease research.
